某高速公路橋梁翻模法施工技術(shù)

李文東

(葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

1 工程概況

水泥廠高架橋位于六盤(pán)水市鐘山區(qū)，部分位于人民路互通范圍內(nèi)。橋跨布置主要受糧庫(kù)專用鐵路、糧庫(kù)規(guī)劃專用鐵路、水泥廠專用鐵路、水小線及響水河控制，上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)體系，橋跨布置為9×30m+40m+2×35m+40m+22×30m+24×40m，其中，36#～51#下部結(jié)構(gòu)橋墩采用矩形墩、樁基礎(chǔ)，其余采用一般樁基礎(chǔ)。

本橋下部構(gòu)造為高墩，46#墩高48.96m，采用2.4m×6.5m矩形實(shí)心墩。根據(jù)水泥廠高架橋現(xiàn)場(chǎng)情況，46#墩采用塔吊配合翻模法進(jìn)行施工。

2 翻模法施工系統(tǒng)介紹

本施工系統(tǒng)由提升機(jī)構(gòu)、模板系統(tǒng)、工作平臺(tái)和安全設(shè)施組成。

2.1 提升機(jī)構(gòu)

提升機(jī)構(gòu)為每2個(gè)施工墩位處設(shè)置塔吊一臺(tái)，由于塔吊為附著式塔吊，所有塔吊中心位于左幅橋墩中心垂直線上。塔吊中心距墩邊約4m左右，當(dāng)墩身施工到一定高度處，按照附著式塔吊要求，在墩身預(yù)埋物件附著在墩身上，增強(qiáng)塔吊穩(wěn)定性。塔吊負(fù)責(zé)2個(gè)墩臺(tái)雙幅橋墩模板、小型機(jī)具的提升，及澆筑時(shí)混凝土的垂直運(yùn)輸?shù)取?duì)于另外左右幅2個(gè)墩臺(tái)，最遠(yuǎn)施工距離約為36m，根據(jù)塔吊起吊參數(shù)，36m起吊能力為1800kg，而模板最重為1100kg，符合塔吊參數(shù)要求。

2.2 模板系統(tǒng)

采用拉桿式鋼模，由定型鋼模、拉桿組成，依據(jù)施工圖由鋼模廠訂做。模板在加工廠嚴(yán)格進(jìn)行模板試拼，試拼分水平方向和垂直方向，尤其要注意模板第一次翻升后垂直方向的試拼(見(jiàn)圖1)。

圖1 模板試拼示意

2.3 工作平臺(tái)

工作平臺(tái)分為模板工作平臺(tái)和鋼筋工作平臺(tái)兩種。其中，模板工作平臺(tái)設(shè)置在翻模外側(cè)，采用φ48mm鋼管制成可拆卸骨架及欄桿，上部搭設(shè)木板，主要作為人員工作和小型機(jī)具的操作平臺(tái)。每節(jié)模板均設(shè)工作平臺(tái)，并用螺栓與模板連接，隨模板一起向上翻升，為模板組裝、拆模提供作業(yè)空間(見(jiàn)圖2)。

鋼筋工作平臺(tái)采用φ89mm鋼管及角鋼地面制作，高度為3m。每次綁扎鋼筋前，由塔吊提升至已澆筑段頂面，并由螺栓將四腳固定在模板上，鋼筋綁扎完成后吊至地面，以備下次使用(見(jiàn)圖3)。

圖2 模板工作平臺(tái)示意

圖3 鋼筋工作平臺(tái)示意

2.4 安全設(shè)施

人員上下安全設(shè)施由上部平臺(tái)圍欄、橫向安全網(wǎng)、圍欄密目網(wǎng)等組成。墩身施工時(shí)，隨著墩身的加高，在左右幅身之間設(shè)置門(mén)式支架。門(mén)式支架采用鋼管加固在墩身之間，門(mén)式支架上安裝專用梯子，供人員上下施工使用。

3 高墩墩身翻模施工技術(shù)

橋梁墩身翻模法施工流程見(jiàn)圖4所示。

圖4 翻模法施工流程

3.1 鋼筋加工及安裝

豎向鋼筋采用直螺紋套管機(jī)械連接方式。利用墩內(nèi)鋼管支架定位、固定鋼筋，在設(shè)置鋼勁性骨架的墩身施工時(shí)，可利用勁性骨架定位、固定鋼筋;也可以加工可提升的鋼支架，置于內(nèi)外層豎向鋼筋之間，用以固定、定位鋼筋。宜使用9m定尺鋼筋，因3m、4.5m高的模板與之配合比較合理。

水平箍筋和拉筋按照常規(guī)工藝施工。設(shè)計(jì)有鋼筋網(wǎng)片，采用定型的鋼筋網(wǎng)片產(chǎn)品，也可預(yù)先在現(xiàn)場(chǎng)加工成片，待主鋼筋安裝完畢后整體安裝、固定。

3.2 翻模模板制作安裝和翻升

3.2.1 模板高度選定。由于墩身較高，綜合考慮節(jié)段施工時(shí)間、機(jī)具長(zhǎng)度及鋼筋配料和減少施工縫數(shù)量等方面的因素，每套翻模模板設(shè)計(jì)分為3節(jié)，每節(jié)2.0m，共6.0m，并設(shè)0.5m高調(diào)整節(jié)，以適應(yīng)不同墩高要求。施工時(shí)，每次翻升2節(jié)模板，澆筑混凝土4m。

3.2.2 模板構(gòu)造設(shè)計(jì)。為保證混凝土外觀質(zhì)量，墩身模板采用拉桿式組合鋼模板。鋼模板面為6mm鋼板，橫邊框?yàn)?4mm鋼板，橫肋為6mm鋼板，縱肋為10#槽鋼，縱邊框?yàn)?4mm鋼板，背楞為16#槽鋼，吊鉤為20mm圓鋼，邊框采用20mm螺栓連接，企口式接縫，上口為母口，下口為子口。

3.2.3 模板翻升方法。翻模施工時(shí)，拆模后需要將模板向外移出再利用塔吊向上翻升。每次翻升保留上面一節(jié)模板，把最下一層模板拆開(kāi)并移出，利用塔吊將模板吊起，并放置于上層模板相應(yīng)位置上，進(jìn)行模板組裝并將本節(jié)模板與下層模板聯(lián)接。

3.2.4 模板定位。采用全站儀進(jìn)行施工放樣和檢測(cè)，每級(jí)混凝土澆筑前測(cè)量模板四角的平面坐標(biāo)，如有偏差及時(shí)調(diào)整。墩身隨高度增加，為避免日照影響，混凝土澆筑前的模板檢驗(yàn)與精確定位均在日照影響最小時(shí)進(jìn)行，一般安排在早晨日出之前。模板初步定位時(shí)，由測(cè)量人員根據(jù)測(cè)量時(shí)日照情況預(yù)估偏位值進(jìn)行預(yù)偏定位。

3.3 墩身混凝土攪拌和運(yùn)輸

水泥廠高架橋46#左幅實(shí)體式高墩C40混凝土用量763.9m3，采用塔吊提升料斗垂直運(yùn)送?；炷猎诎韬险炯邪韬?，采用HZS1500型標(biāo)準(zhǔn)混凝土拌和站(具體參數(shù)見(jiàn)表1)。

3.3.1 材料控制

(1)細(xì)骨料采用級(jí)配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬、顆粒潔凈、粒徑小于5mm的河砂;

(2)粗骨料按配合比設(shè)計(jì)選取，要求石料壓碎值≤16%，小于2.5mm的顆粒含量≤5%(以質(zhì)量計(jì));

表1 HZS1500型拌和站設(shè)計(jì)參數(shù)

(3)拌和用水采用現(xiàn)場(chǎng)水井集水，可達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，滿足拌和要求。

3.3.2 混凝土配合比。混凝土拌和站懸掛配合比指示牌，注明每次攪拌用砂、石、水泥、水等用量及塌落度要求。經(jīng)常檢測(cè)骨料含水量，據(jù)此調(diào)整水的用量。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行投料，控制投料精度，保證水灰比、水泥用量、塌落度等技術(shù)指標(biāo)，進(jìn)而保證滿足混凝土質(zhì)量及施工和易性要求。

3.3.3 堿含量控制。根據(jù)《預(yù)防混凝土工程堿集料反應(yīng)技術(shù)管理規(guī)定(試行)》及設(shè)計(jì)文件相關(guān)要求，本標(biāo)段內(nèi)橋梁工程混凝土堿含量限值為:中小橋不超過(guò)3.0kg/m3;大橋不超過(guò)1.8kg/m3。為達(dá)到這一指標(biāo)要求，主要采取以下措施控制:

(1)提高重視，加強(qiáng)試驗(yàn)工作，優(yōu)化配合比設(shè)計(jì);

(2)采用低堿水泥，要求水泥堿含量≤0.6%，熟料堿含量≤0.5%;

(3)嚴(yán)格控制集料，選擇非堿活性集料。當(dāng)骨料供應(yīng)發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)按照現(xiàn)行建筑材料規(guī)程進(jìn)行詳細(xì)補(bǔ)充勘察和堿活性成分含量試驗(yàn)，未經(jīng)論證不得使用。

3.3.4 混凝土運(yùn)輸。采用8臺(tái)混凝土罐車運(yùn)送高墩混凝土，每座施工橋梁各2臺(tái)。墩身澆筑前確認(rèn)施工便道暢通，以保證混凝土能夠連續(xù)澆筑。在混凝土運(yùn)輸過(guò)程中，為防止產(chǎn)生離析現(xiàn)象，混凝土運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后首先由罐車加速旋轉(zhuǎn)20s～30s，對(duì)混凝土進(jìn)行二次攪拌，以保證混凝土的均勻性。

3.4 墩身混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)

3.4.1 澆筑前準(zhǔn)備工作?；炷翝仓皯?yīng)檢查模板的標(biāo)高、尺寸、位置、強(qiáng)度、剛度、牢固性、平整度、內(nèi)側(cè)的光潔度等內(nèi)容是否滿足要求，不得有縫隙和孔洞。檢查模板接縫是否嚴(yán)密，隔離劑是否涂抹均勻，模板中的雜物應(yīng)清理干凈;鋼筋及預(yù)埋件的數(shù)量、型號(hào)、規(guī)格、擺放位置、保護(hù)層厚度等是否滿足要求，并做好隱蔽工程驗(yàn)收記錄。

3.4.2 混凝土澆筑及振搗?；炷翝仓捎盟跆嵘隙反怪边\(yùn)輸。對(duì)混凝土傾注高度超過(guò)2m的，采用串筒下料，防止離析。澆筑過(guò)程中，要按一定的順序和方向分層進(jìn)行，分層厚度不大于30cm。振搗方式采用插入式振動(dòng)器，插點(diǎn)交錯(cuò)式布置，插點(diǎn)間距不超過(guò)1.5倍作用半徑。振搗按一定方向依次進(jìn)行，不得進(jìn)行跳躍式振搗。振搗過(guò)程中注意振搗器要快插慢拔，插點(diǎn)均勻排列，逐點(diǎn)移動(dòng)，順序進(jìn)行，不得遺漏，做到振搗密實(shí)。振搗上一層時(shí)應(yīng)插入下層5cm，以清除兩層間的接縫。插入式振搗器的機(jī)頭，不得貼上模板，靠近模板振動(dòng)時(shí)要保持5cm～10cm的間距。當(dāng)振搗折角處不可避免靠近模板時(shí)，可用膠皮包裹機(jī)頭。

嚴(yán)禁利用鋼筋振動(dòng)進(jìn)行振搗。每次振搗的時(shí)間要嚴(yán)格掌握，插入式振搗器，一般只要15s～30s?；炷翍?yīng)振搗到漿體停止下沉、無(wú)明顯氣泡上升、表面平坦泛漿，呈現(xiàn)薄層水泥漿的狀態(tài)為止，然后慢提振搗器。

3.4.3 混凝土養(yǎng)護(hù)。混凝土養(yǎng)護(hù)采用無(wú)色塑料薄膜包裹，自然蒸養(yǎng)的方法，但必須保證要有足夠的水分，且塑料薄膜無(wú)破損、無(wú)透氣。

3.5 外觀質(zhì)量控制

高墩施工由于多次立模，多次澆筑，容易引起外觀質(zhì)量下降。為了提高外觀質(zhì)量，經(jīng)過(guò)多次探索，施工中采取了以下措施:

(1)針對(duì)混凝土泵送難、和易性差、顏色灰白的問(wèn)題，施工中優(yōu)化了混凝土配合比，在保持原來(lái)配合比、坍落度的前提下，采用“雙摻”技術(shù)，增加適量粉煤灰和減水劑，使混凝土的顏色更均勻，和易性更好;

(2)提高立模精度，采用玻璃膠皮處理接縫，保證接縫嚴(yán)密;

(3)夏季施工由于氣溫較高，盡可能安排在下午或夜晚溫度較低時(shí)進(jìn)行，以減小混凝土坍落度損失;

(4)混凝土澆完后，立即覆蓋養(yǎng)護(hù)，拆模后用塑料薄膜包裹，進(jìn)行濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)，同時(shí)避免上一節(jié)段墩身澆筑時(shí)污染已澆筑的下部墩身;

(5)拆模后及時(shí)修復(fù)表面缺陷，保證墩身顏色一致，棱角分明。

4 翻模法施工的優(yōu)缺點(diǎn)

4.1 翻模法施工的優(yōu)點(diǎn)

(1)混凝土澆筑時(shí)間不限制、養(yǎng)護(hù)方法簡(jiǎn)單;

(2)混凝土養(yǎng)護(hù)管理方便;

(3)橋墩混凝土的表面光潔，外型美觀;

(4)施工方便，操作簡(jiǎn)單，施工周期短;

(5)在施工過(guò)程中可依據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)糾正偏差，確?；炷恋臐仓|(zhì)量。

4.2 翻模法施工的缺點(diǎn)

(1)需要較多的支架;

(2)為保證施工縫的質(zhì)量，需對(duì)前段混凝土頂面人工鑿毛;

(3)需較多的設(shè)備，如手拉葫蘆、全站儀、水準(zhǔn)儀等。

5 結(jié)語(yǔ)

高墩施工中正確選用合理的施工工藝十分重要，特別是施工跨度大，地形條件比較復(fù)雜，大型機(jī)械設(shè)備無(wú)法進(jìn)場(chǎng)施工的地方，翻模法具有操作方便、易掌握、成本低、工期短、安全等特點(diǎn)。實(shí)踐表明，借助塔吊翻轉(zhuǎn)模板在薄壁空心墩施工中是切實(shí)可行的，可進(jìn)一步推廣到其他橋梁高墩施工中。